基于PSCAD的高速铁路全并联AT牵引供电系统短路故障仿真计算研究

以长昆高速铁路邓家山变电所至廖家田分区所供电区间为研究对象,根据实际接线方式、系统参数进行等效计算,利用PSCAD/EMTDC元件库元件搭建模型,设置相关参数,搭建全并联AT高速铁路牵引供电系统仿真模型,以实现对变电所及牵引网各种短路故障的仿真计算。以实际短路试验为例进行仿真,仿真计算数据与实测数据比对结果表明,基于PSCAD/EMTDC建立的全并联AT牵引供电系统仿真模型能够准确地模拟实际供电系统不同故障情况下短路电流的大小及短路电流的分布情况。利用该仿真计算结果,根据"横联线电流比"故障测距法进行故障定位计算。结果表明:数据满足故障测距要求,该模型能够为今后深入研究高铁牵引供电系统的故障及保护设备的运行等提供科学依据。     

基于六导线模型的接触网广义测距方法研究

针对不同的工况，牵引供电系统的运营方式比较灵活，在不同供电模式下，故障测距的方法也不同。不同区间、不同故障行别、不同故障类型等因素，在很大程度上增加了测距方法的复杂性。本文提出基于六导线模型的广义测距方法，通过搭建牵引供电系统的六导线模型，以末端并联运行的复杂情况为例，根据全线数据推导出广义测距公式，该方法无需考虑故障区间、故障类型等因素，同时适用于各种复线并联的运行模式；引入线路的不平衡系数，能够根据不同现场情况修正测距结果；利用RTplus牵引供电系统实时数字仿真仪器进行测试，测试结果与理论分析具有较好的一致性，验证了方法的可行性和准确性，完全满足工程需求。     

动车组牵引系统接地故障分析及优化研究

动车组牵引系统接地故障为动车组主供电系统最为典型的故障之一,且对动车组安全运营影响较大,文中通过对某型动车组牵引系统接地故障进行分析,查找各方面因素,并从相关部件的设计结构、工艺方案及故障诊断逻辑等方面研究优化措施,降低并预防接地故障的发生。     

电气化铁路牵引变压器调压参数设置研究

结合兰新高铁开通后CRH5型动车组列车多次出现电制动失效问题,根据西北地区外部电源电压偏差较大的实际,对牵引供电牵引变压器出口电压进行研究,对电制动失效原因进行系统分析,立足于供电系统对产生故障原因进行综合分析,从适应外部电源偏差,确保电气化铁路动车组、电力机车正常运行角度,提出电气化铁路牵引变压器调压问题和牵引变压器调压参数设置原则。     

智能牵引变压器故障诊断技术研究

研究目的:构建智能牵引供电系统保障高速铁路安全可靠、优质高效的运营是我国高铁未来发展的方向,而牵引变压器作为牵引供电系统中的重要组成部分,对其开展智能化研究是智能牵引供电系统研究的关键。本文从牵引变压器在线监测需求入手,阐述对牵引变压器关键参量进行在线监测的智能化方案,且根据监测参量构建基于贝叶斯网络的牵引变压器故障诊断模型。研究结论:(1)在传统牵引变压器的基础上,加设牵引变压器光纤测温、油中气体在线监测及铁芯接地电流监测三大模块,可准确地掌握牵引变压器运行状态,是实现智能牵引变压器故障预测的数据源基础;(2)通过现场实例验证,基于贝叶斯网络的牵引变压器故障诊断模型准确性高,可实现牵引变压器的故障在线诊断;(3)本文研究成果可在电气化铁路牵引供电系统领域进行推广应用。     

基于柱上开关式电分相的接触网异相短路研究

针对基于柱上开关式电分相的接触网异相短路的不同故障过程进行理论分析、数学建模及机理探讨,使用Matlab/Simulink软件进行仿真分析,得到了AT侧与DN侧牵引电压、接触线相间电压、短路电流、谐波含量等电气指标;仿真结果表明AT牵引供电系统与DN牵引供电系统之间发生异相短路时,AT侧与DN侧牵引电压及供电臂相间电压均会降低,其中供电臂相间电压降落最大,同时短路电流中谐波含量较高,为异相短路专属保护整定计算提供参考。     

双边供电模式下高速铁路AT供电系统供电能力计算与分析

俄罗斯高铁项目是"一带一路"倡议的重要组成部分,与我国单边供电模式不同,其牵引供电系统采用双边供电的AT供电方式。双边供电模式将直接影响牵引供电系统内部的功率潮流分布和主要供电设备容量的选取。在构建高速铁路AT供电系统双边供电模式下牵引供电仿真模型的基础上,研究功率潮流分布特性,给出牵引变压器容量分配、牵引网电压损失、牵引网各导线电流分布和电能损失的计算结果并分析主要影响因素,为双边供电模式下的牵引供电方案设计提供重要基础。     

基于灰色理论和PSO的牵引供电系统可靠性研究

采用灰色GM(1,1)模型预测其相关设备中长期的故障数据,增大建模所需数据样本量,提出以威布尔分布模型为基础,基于粒子群算法的智能拟合方法,建立牵引供电系统各设备可靠性分析的数学模型,所建模型全部通过拟合优度K-S检验,证明该方法十分适合于牵引供电系统设备的可靠性建模。运用BDD算法得到用最小割集表示的牵引变电所和接触网故障树模型,综合得到牵引供电系统整体的可靠性模型,并计算出系统的可靠度和平均使用寿命。最后分析可知接触网的可靠性在很大程度上决定了牵引供电系统整体的可靠性,其分析结果为牵引供电系统以后的维护工作提供了理论依据。     

地铁牵引供电系统失效的故障树分析

统计分析了地铁牵引供电系统常见故障及其产生原因,建立了地铁牵引供电系统失效故障树模型。基于行列式法对故障树模型进行定性分析,获得导致地铁牵引供电系统失效底事件的最小割集。利用最小割集对故障树模型进行定量计算,得到地铁牵引供电系统的不可靠度、平均无故障运营时间,以及底事件的结构重要度和概率重要度。据此分析,断裂、磨损及放电故障最易导致地铁牵引供电系统失效,且此3类故障主要集中发生在受电弓及接触网关键节点等处,故应加强对受电弓及接触网关键节点的维护与检测。     

客运专线27.5kV电缆故障原因分析及改进措施

针对近年来铁路客运专线27.5 kV供电线电缆故障频发,影响牵引供电系统运行安全问题,从分析故障原因入手,有针对性地提出27.5 kV供电线电缆在施工质量控制和运营维护管理方面的改进措施,并通过合福高铁闽赣段开通运营以来的应用实践证明这些措施效果较好。     

基于FTA和FMEA法的地铁牵引供电系统可靠性评估

地铁牵引供电系统是保证地铁安全可靠运行的动力来源,其可靠性分析对整个地铁供电系统的可靠性研究至关重要。本文针对某一地铁典型牵引供电系统结构,利用故障树和故障模式与后果分析法对其进行可靠性评估。通过对系统进行定义及对系统电压等级的划分,建立故障模式和后果分析表格及供电系统的故障树模型。在此基础上,求取故障树的最小割集,并利用自主开发的可靠性分析软件对3种供电情况进行可靠性评估。最后与实际工程相比较,验证了该可靠性分析方法的有效性和实用性。     

京沪高速铁路牵引供电系统能耗分析

牵引供电系统是高速铁路的动力来源,其安全、可靠、高效、节能地运行是高速铁路稳定运行的重要保障。本文基于在京沪高铁进行的能耗测试,对比分析了不同型号动车组、不同速度级、不同工况条件下的能耗水平,为动车组及牵引供电系统工程设计和应用提供技术依据,并结合日常运营管理需求提出了节能及能量合理利用的措施。     

高速铁路牵引供电系统短路试验及试验数据分析

对全并联AT供电方式的接触网进行理论分析,按照实际运营中可能发生的接触网故障类型开展短路试验,收集牵引供电系统试验数据,结合理论计算结果和试验数据比较来研判牵引供电系统的保护装置配置及故障测距参数选取的合理性,探索提高牵引供电系统保护可靠性及故障测距精度的途径,为牵引供电系统运行安全及接触网故障处置提供参考.     

牵引供电系统故障的基于模型诊断方法研究

针对现有专家系统在牵引供电系统故障诊断中的不足,提出将基于模型诊断(MBD:Model-based Diagnosis)方法应用于牵引供电系统的故障诊断中。用基于模型的方法对接触网、正馈线、母线等牵引供电系统各个组成部分建立以电压、电流量为变量的两层抽象模型。以京津城际永乐段仿真故障为例,详细描述了诊断过程中最小冲突集识别、诊断候选获取以及故障匹配等关键步骤的实现方法,其诊断结果表明基于模型诊断方法能快速诊断出系统故障。同时提出一种测量装置故障时的解决方法,实验结果表明当测量装置故障导致测量数据错误时,诊断系统仍能快速诊断出系统故障。     

一种基于人工神经元网络算法的 谐波多路同步快速检测装置

通过对高铁牵引供电系统中谐波传输特性进行分析,设计以人工神经元网络算法为核心的快速谐波检测算法,实现牵引供电系统多路谐波数据同步检测。试制装置现场测试表明,该装置可实现牵引供电系统多路馈线50次以内谐波的同步快速检测,并具有较高的精度及良好的实时性。     

城市轨道交通专用轨回流系统直流接地保护方案

基于城市轨道交通常规走行轨回流系统,分析了专用轨回流系统的特点,并针对接触网+回流轨牵引供电系统和供电轨+回流轨牵引供电系统,阐述直流接地漏电保护装置的工作原理。接触网+回流轨牵引供电系统直流接地保护方案在变电所直流负极与地之间设置接地漏电保护装置,在直流系统正极对负极、架空地线、钢轨、车辆壳体等各种短路故障中可实现选择性保护;供电轨+回流轨牵引供电系统采用64D接地漏电保护装置,通过一系列改进,可切除故障回路,实现选择性保护。     

便携式智能牵引供电系统检测装置及方法研究

智能牵引供电系统已全面应用于京张、京雄高铁中，广域保护装置的应用及层次化保护、自愈重构等智能化功能的应用均需新的测试手段进行检验。本文对便携式网络化检测设备进行研究，该检测设备具备满足小所智能化检测需求，在既有变电所测试装置基础上进行便携化改造，能满足变电所分布式扩容需求。装置具有较好的先进性，能够记录智能牵引供电系统各所亭内的所有IEC61850通信报文，实时监视自动化系统运行状况和工况，及时对异常情况进行报警，并可根据所记录的系统通信报文进行综合离线分析，查找并分析系统存在的隐患和异常，指导有关人员定位、排除系统隐患或故障。     

高速铁路牵引供电系统负荷过程仿真技术的研究

高速铁路牵引供电系统负荷过程仿真主要包括动车组运行的牵引负荷功率计算和牵引供电系统的潮流计算。通过建立牵引计算模型得到动车组运行过程中的电气负荷特性,基于多导体传输线模型,建立牵引网等值电路,基于牵引变电所端口电气量通用变换关系,建立牵引变电所等值电路,基于牵引负荷功率进行牵引供电系统潮流计算,可以得到动车组运行过程中牵引供电系统的电压和电流的变化。以此为基础,编制了高速铁路牵引供电系统负荷过程仿真程序,通过仿真程序对云南省开通的首条高速铁路—长昆客运专线邓家山牵引供电系统进行了仿真计算,计算结果与中国铁道科学研究院的实地测试结果相一致。高速铁路牵引供电系统负荷过程仿真技术的研究对于深入研究高铁牵引供电系统的运行规律,对供电系统中各种供电指标的核查、校验等具有重要意义。     

带回流线的全并联直供系统研究

根据带回流线的全并联直接供电系统的原理,推导出其电流分布及牵引网电压损失,并通过仿真验证了全并联对降低牵引网压损的有效性,同时从仿真结果定性地分析了全并联次数和全并联位置与牵引网电压损失的关系。     

调节型网络化牵引供电系统拓扑结构研究

为实现电气化铁路对电能的高效利用,从既有牵引供电系统结构入手,梳理了格式化供电模式下供电孤岛等特征,分析了制约牵引供电能源利用率的因素,明确了网络化牵引供电系统应具备的功能特性与技术路线,并针对牵引变电所变换侧提出了基于PWM变流器的调节型网络化供电拓扑结构,通过仿真分析验证了牵引潮流控制可行性,为网络化供电系统各项功能实现奠定了基础。